第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵第2課時鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角共價鍵的強弱用什么來衡量？我們?nèi)绾斡没瘜W(xué)語言來描述不同分子的空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性？CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6【思考交流】任務(wù)一：共價鍵的鍵參數(shù)——鍵能如何衡量共價鍵的強度呢？一、鍵能氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。1.概念：2.單位:3.條件：通常是298.15K、101kPa條件下的標準值。kJ/mol。通常取正值。鍵能可以通過實驗測定，更多卻是推算獲得的。4.意義：鍵能越大,

共價鍵越牢固,

形成的分子越穩(wěn)定根據(jù)下表，總結(jié)鍵能數(shù)據(jù)中的規(guī)律。規(guī)律1：相同原子間的鍵能：單鍵＜雙鍵＜三鍵規(guī)律2：一般形成共價鍵的原子：原子半徑越大，鍵能越小5、規(guī)律：根據(jù)下表，總結(jié)鍵能數(shù)據(jù)中的規(guī)律。規(guī)律3：碳碳雙鍵鍵能小于碳碳單鍵鍵能的兩倍，碳碳叁鍵小于碳碳單鍵的三倍：碳碳鍵：σ鍵鍵能＞π鍵鍵能氮氮雙鍵鍵能大于氮氮單鍵鍵能的兩倍，氮氮叁鍵大于氮氮單鍵的三倍：氮氮鍵：σ鍵鍵能＜π鍵鍵能5、規(guī)律：任務(wù)一：共價鍵的鍵參數(shù)——鍵能根據(jù)下表，總結(jié)鍵能數(shù)據(jù)中的規(guī)律。斷開CH4中的4個C—H，所需能量并不相等。因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表中的C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。注意：鍵能通常是一個平均值思考：CH4中的4個C—H的鍵能相同嗎？任務(wù)一：共價鍵的鍵參數(shù)——鍵能①判斷共價鍵的穩(wěn)定性②判斷分子的穩(wěn)定性③估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子中，鍵能越大，分子越穩(wěn)定,越不容易分解。如分子的穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。6、鍵能的應(yīng)用：鍵能越大，破壞1mol化學(xué)鍵所需能量越多，共價鍵越穩(wěn)定。【思考】計算，1molH2分別跟1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng)，分別形成2molHCl和2molHBr，哪一個反應(yīng)釋放的能量更多？如何用計算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化氫分子哪個更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？H—H(436.0kJ·mol－1)、Cl—Cl(242.7kJ·mol－1)、Br—Br(193.7kJ·mol－1)、H—Cl(431.8kJ·mol－1)、H—Br(366kJ·mol－1)對于反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)

ΔH＝436.0kJ·mol－1＋242.7kJ·mol－1－2×431.8kJ·mol－1＝－184.9kJ·mol－1。對于反應(yīng)H2(g)＋Br2(g)

===2HBr(g)

ΔH＝436.0kJ·mol－1＋193.7kJ·mol－1－2×366kJ·mol－1＝－102.3kJ·mol－1。思考·討論說明2molHBr分解需要吸收的能量比2molHCl低，故HBr更易分解。【思考】N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實。(利用課本P37表2-1的相應(yīng)數(shù)據(jù)分析)從表2-1的數(shù)據(jù)可知，N≡N、O=O、F-F的鍵能依次減小，而N-H、O-H與H-F的鍵能依次增大。即舊鍵易斷裂，新鍵形成后很穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強。鍵N≡NO=OF-FN-HO-HF-H鍵能（kJ/mol）946497.3157390.8462.8568思考·討論典例解析【例1】某些化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol－1)如下表所示。(1)1molH2在2molCl2中燃燒，放出熱量______kJ。184.9化學(xué)鍵H—HCl—ClBr—BrI—IH—ClH—BrH—I鍵能436242.7193151431.8363297(2)在一定條件下，1molH2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應(yīng)，放出熱量由多到少的順序是____(填字母)。a.Cl2＞Br2＞I2 b.I2＞Br2＞Cl2 c.Br2＞I2＞Cl2預(yù)測1molH2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱____(填“多”或“少”)。a多任務(wù)二：共價鍵的鍵參數(shù)——鍵長1、概念：

構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個原子的核間距。不過，分子中的原子始終處于不斷振動之中，鍵長只是振動著的原子處于平衡位置時的核間距。

原子半徑?jīng)Q定共價鍵的鍵長。原子半徑越小，共價鍵的鍵長越小。3、鍵長大小：pm（1pm＝10-12m）2、單位：二、鍵長根據(jù)下表，總結(jié)數(shù)據(jù)中的鍵長規(guī)律。(從成鍵原子的半徑，成鍵個數(shù)分析)規(guī)律1：規(guī)律2：同種類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。成鍵原子相同的共價鍵的鍵長：單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長規(guī)律3：4、鍵長大小規(guī)律：任務(wù)二：共價鍵的鍵參數(shù)——鍵長一般地，鍵長越短,鍵能越大，共價鍵越牢固,由此形成的分子越穩(wěn)定。鍵鍵長（pm）鍵能（kJ·mol-1）H-F92568H-Cl127431.8H-Br142366H-I161298.7思考：F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？任務(wù)二：共價鍵的鍵參數(shù)——鍵長思考：F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？原因：F原子半徑很小，因此F-F的鍵長短，而由于鍵長短，原子形成共價鍵時，

原子核之間的距離小，排斥力大，因此鍵能小。4、鍵長大小規(guī)律：思考：如何從鍵能和鍵長角度解釋HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性的差異？原子半徑：Cl＜Br＜I鍵長：H-Cl＜H-Br＜H-I鍵能：H-Cl＞H-Br＞H-I穩(wěn)定性：H-Cl＞H-Br＞H-I在相同的溫度下，HCl最穩(wěn)定，分解的百分數(shù)最小，HI最不穩(wěn)定，分解的百分數(shù)最大。鹵化氫HClHBrHI在1000℃分解的百分數(shù)/%0.00140.533%氫鹵鍵的鍵能（kJ·mol-1）431.8366298.7氫鹵鍵的鍵長（pm）127142161規(guī)律：鍵長越短→鍵能越大→鍵越牢固→分子越穩(wěn)定任務(wù)二：共價鍵的鍵參數(shù)——鍵長5、鍵長的應(yīng)用：（1）判斷共價鍵的穩(wěn)定性

鍵長越短，鍵能越大，表明共價鍵越穩(wěn)定。（2）分子的空間結(jié)構(gòu)

鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。如：CH4分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結(jié)構(gòu)是四面體形而不是正四面體形，原因是C-H和C-Cl的鍵長不相等。同為三原子分子，為什么CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線形，而H2O的空間結(jié)構(gòu)是V形？NH3

H2O

CO2

常見分子的空間結(jié)構(gòu)三角錐形V形直線形

任務(wù)三：共價鍵的鍵參數(shù)——鍵角1.概念：在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角2.意義：多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。

鍵長和鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得。CH4

109°28′

NH3

107°18′H2O105°CO2

180°直線形

V形（角形）正四面體形三角錐形三、鍵角180°105°107°109°28′①鍵長和鍵角決定分子的空間結(jié)構(gòu)。②常見分子中的鍵角與分子空間結(jié)構(gòu)。分子立體構(gòu)型鍵角實例正四面體形109°28′CH4、CCl4平面形120°苯、乙烯三角錐形107°NH3V形（或角形）105°H2O直線形180°CO2、CS2、CH≡CH3、鍵角的應(yīng)用CH4

NH3

H2OCO2

苯

109°28′60°

不同，白磷分子的鍵角是指P—P之間的夾角，為60°；

而甲烷分子的鍵角是指C—H的夾角，為109°28′。思考：如圖白磷和甲烷均為正四面體結(jié)構(gòu)：它們的鍵角是否相同，為什么？知識小結(jié)鍵能鍵長共價鍵的穩(wěn)定性

一般地，形成的共價鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)決定分子的性質(zhì)鍵參數(shù)決定決定鍵能、鍵長、鍵角的關(guān)系知識小結(jié)共價鍵強弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷:(2)由鍵能、鍵長判斷:(3)由電負性判斷:成鍵原子半徑越小,共用電子對數(shù)越多,則共價鍵越強,含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。共價鍵的鍵能越大,共價鍵的鍵長越短,共價鍵越牢固,破壞共價鍵消耗的能量越多。元素的電負性越大,該元素的原子對共用電子對(鍵合電子)的吸引力越大,形成的共價鍵越強。隨堂練習1、鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數(shù),下列敘述正確的是(

)。A.鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B.因為H—O的鍵能小于H—F的鍵能,所以O(shè)2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸減弱C.水分子可表示為H—O—H,分子中的鍵角為180°D.H—O的鍵能為462.8kJ·mol-1,即18gH2